Syamsul Simanjuntak : Perencanaan Serta Pembuatan Pelampung Dan Sistem Belt Perubah Putaran Pada Prototipe Turbin Air Terapung, 2009.
USU Repository © 2009
BAB IV PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN
4.1 Perhitungan Daya Rencana Turbin
Dari spesifikasi alternator yang terdapat dilapangan, dipilih merk Toyota karena harganya lebih murah dibandingkan dengan merk yang lain. Adapun
spesifikasi daripada alternator Toyota tersebut adalah : I = 30 A dan V = 12 v.
Gambar 4.1 Alternator Maka daya alternator dihitung dengan persamaan sebagai berikut :
P = V × I
Dimana : P = daya alternator W V = tegangan v
I = arus A Maka :
P = 12 × 30
Syamsul Simanjuntak : Perencanaan Serta Pembuatan Pelampung Dan Sistem Belt Perubah Putaran Pada Prototipe Turbin Air Terapung, 2009.
USU Repository © 2009
P = 360 Watt Sedangkan daya rencana dihitung dengan persamaan 2.16. Perhitungan daya
rencana yang diperlukan dapat dilihat sebagai berikut : P
d
= f
c
× P ..........................................................................4.1 Dimana : P
d
= daya rencana kW f
c
= faktor koreksi. P = daya alternator.
Faktor koreksi yang diperlukan untuk menghitung daya rencana yang diperlukan terdapat pada tabel berikut yang diambil dari [16] :
Tabel 4.1 faktor-faktor koreksi daya, f
c
Daya yang akan ditransmisikan Faktor koreksi fc
Daya rata-rata yang diperlukan 1,2 - 2.0
Daya maksimum yang diperlukan 0,8 - 1,2
Daya normal 1,0 - 1,5
Dari tabel 4.1 diperoleh bahwa faktor koreksinya adalah f
c
= 1.4, karena termasuk daya rata-rata yang diperlukan. Sehingga daya rencana turbin yang
diperoleh adalah sebesar : P
d
= 1,4 × 360
P
d
= 504 Watt P
d
≈ 500 = 0,5 kW
4.2 Perhitungan Pelampung.
Perencanaan pembuatan turbin air terapung dibuat dengan menggunakan pelampung. Adapun pelampung yang digunakan adalah deregen yang mempunyai
Syamsul Simanjuntak : Perencanaan Serta Pembuatan Pelampung Dan Sistem Belt Perubah Putaran Pada Prototipe Turbin Air Terapung, 2009.
USU Repository © 2009
ukuran volume 20 liter. Ukuran ini dipilih dengan melakukan perbandingan yang kedua yaitu dengan menggunakan deregen sebagai pelampung yang ukuran
volumenya 30 liter dengan menghitung gaya apung masing-masing dari setiap deregen, kemudian membandingkannya dengan berat keseluruhan turbin setelah
ditimbang. Perhitungannya adalah sebagai berikut :
Gambar 4.2 Pelampung.
Adapun berat turbin air terapung setelah ditimbang adalah sebesar 143 kg. Maka untuk menghitung berat keseluruhan turbin adalah sebagai berikut :
W = m × g
Dimana : m = massa turbin air terapung setelah ditimbang = 143 kg. g = gravitasi = 9,81 ms
2
. Maka :
W
Turbin
= m × g
W
Turbin
= 143 kg × 9,81 ms
2
W
Turbin
= 1402,8 N. Dari perhitungan diatas diperoleh bahwa berat keseluruhan turbin air terapung
adalah W = 1402,8 N.
Syamsul Simanjuntak : Perencanaan Serta Pembuatan Pelampung Dan Sistem Belt Perubah Putaran Pada Prototipe Turbin Air Terapung, 2009.
USU Repository © 2009
Maka gaya apung untuk deregen dengan ukuran volume 20 liter dapat dihitung dengan persamaan 2.4. Perhitungannya adalah sebagai berikut :
F
B
= ×
γ V ...........................................................................4.2 Dimana : F
B
= gaya apung N γ = berat jenis air kNm
3
V = volume deregen m
3
Sehingga : F
B
= ×
γ V Dengan
γ = 9,789 kNm
3
V = 0,02 m
3
. Maka :
F
B
1 deregen = 9,789 kNm
3
× 0,02 m
3
= 0,19578 kN = 195,78 N.
F
B
5 deregen = 195,78 ×5
= 978,9 N. F
B
10 deregen = 195,78 ×10
= 1957,8 N. Sedangkan gaya apung untuk deregen dengan ukuran volume 30 liter dapat
dihitung dengan persamaan 2.4. Perhitungannya adalah sebagai berikut ini: F
B
=
×
γ V Dengan
γ = 9,789 kNm
3
V = 0,03 m
3
. Maka :
Syamsul Simanjuntak : Perencanaan Serta Pembuatan Pelampung Dan Sistem Belt Perubah Putaran Pada Prototipe Turbin Air Terapung, 2009.
USU Repository © 2009
F
B
1 deregen = 9,789 kNm
3
× 0,03 m
3
= 0,29367 kN = 293,67 N.
F
B
3 deregen = 293,67 N ×3
= 881,01 N
F
B
5 deregen = 293,67 N ×5
= 1468,35 N F
B
6 deregen = 293,67 ×6
= 1762,02 N F
B
10 deregen = 293,67 N ×10
= 2936,7 N Berdasarkan perhitungan diatas maka dilakukan percobaan dengan membawa
turbin ke sungai untuk memilih pelampung yang akan digunakan. Apabila dengan menggunakan deregen dengan ukuran volume 30 liter sebanyak 6 buah maka
pelampung akan tenggelam pada batas permukaan air sedangkan dengan menggunakan 10 buah deregen dengan ukuran yang sama maka sudu turbin tidak
dapat didorong oleh aliran sungai karena sudu tidak sampai ke permukaan air kerena gaya apung dari 10 deregen terlalu besar. Sedangkan apabila menggunakan
deregen dengan ukuran volume 20 liter sebanyak 10 buah maka sesuai dengan yang direncanakan bahwa sudu turbin akan didorong aliran air sungai sebanyak
tiga sudu. Dari percobaan tersebut maka digunakaan deregen dengan ukuran 20 liter sebagai pelampung.
Syamsul Simanjuntak : Perencanaan Serta Pembuatan Pelampung Dan Sistem Belt Perubah Putaran Pada Prototipe Turbin Air Terapung, 2009.
USU Repository © 2009
4.3 Perhitungan Mekanisme Turbin Air Terapung 4.3.1 Perhitungan diameter poros
